高三物理一轮复习圆周运动
2025年高三一轮复习物理课件第四章抛体运动圆周运动第3讲圆周运动
=1 s,对应位移
=3 m,则在 AB 段匀速运动的最长距离 l=8 m-3 m=5 m,匀速运动的时间
5
9 7π
m
4
4
t2= = s,则从 A 到 D 最短时间 t=t1+t2+t3= +
2
s,B 项正确。
第3讲
圆周运动
考向 2 圆周运动与平抛运动结合
(2022 年河北卷)(多选)如图,广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以 O 为圆心、
弯道时的向心加速度大小之比,并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
答案
(1)2.7 m/s
2
225
(2)242
甲先出弯道
第3讲
解析
圆周运动
11
(1)根据速度位移公式有 v2=2ax,代入数据可得 a=2.7 m/s2。
(2)根据向心加速度的表达式
甲 甲 2 乙 225
a= ,可得甲、乙的向心加速度之比 = 2 · =242
Fn 的作用:改变速度 方向 ,产生 向心 加速度。
25
第3讲
圆周运动
2.运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可以称为一般的曲线运动。尽管
这时曲线各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条
曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看作
圆周 运动的一部分(如图)。这样,在分析质点经过曲线上某
附近时运动的快慢,可以取一段很短的时间 Δt,物体在这段时间内由 A 运动到 B,通过的
弧长为 Δs。弧长 Δs 与时间 Δt 之比反映了物体在 A 点附近运动的快慢,如果 Δt 非常非
常小,该比值就可以表示物体在 A 点时运动的快慢,通常把它称为线速度 ,用符号 v 表示,
高三物理第一轮复习课件：第四章第三讲圆周运动
过最高点 的临界条
件
由 mg＝mvr2得 v 临＝ gr
由小球恰能做圆周 运动得 v 临＝0
(1)过最高点时，v≥ (1)当 v＝0 时，FN＝mg，FN 为支
gr，FN＋mg＝mvr2，持(2)力当，0<沿v半< 径gr背时离，圆－心FN＋mg＝
讨论
绳、圆轨道对球产生 弹力 FN
mvr2，FN 背离圆心，随 v 的增大
1．在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道 最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑(如球与绳 连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模 型”；二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)， 称为“杆(管)约束模型”．
2．绳、杆模型涉及的临界问题．
项目
绳模型
杆模型
常见类型 均是没有支撑的 均是有支撑的小球
(2)由于秋千做变速圆周运动，合外力既有指向圆心 的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点．
[易误辨析] 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打 “×”)． (1) 做 匀 速 圆 周 运 动 物 体 的 合 外 力 是 保 持 不 变 的．( ) (2)做圆周运动物体的合外力不一定指向圆心．( ) (3)随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向 心力的作用．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)×
A．若盒子在最高点时，盒子与小球之间恰好无作用
力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为 2π
R g
B．若盒子以周期 π Rg做匀速圆周运动，则当盒子 运动到图示球心与 O 点位于同一水平面位置时，小球对
盒子左侧面的力为 4mg C．若盒子以角速度 2 Rg做匀速圆周运动，则当盒
子运动到最高点时，小球对盒子下面的力为 3mg
高三物理一轮复习匀速圆周运动公式总结
高三物理一轮复习匀速圆周运动公式总结质点沿圆周运动，如果在任意相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动就叫做匀速圆周运动，以下是查字典物理网整理的匀速圆周运动公式总结，请考生学习。
1.线速度V=s/t=2r/T
2.角速度=/t=2f
3.向心加速度a=V2/r=2r=(2/T)2r
4.向心力F心
=mV2/r=m2r=mr(2/T)2=mv=F合
5.周期与频率：T=1/f
6.角速度与线速度的关系：V=r
7.角速度与转速的关系=2n(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位：弧长(s):米(m);角度()：弧度(rad);频率
(f)：赫(Hz);周期(T)：秒(s);转速(n)：r/s;半径(r):米(m);线速度(V)：m/s;角速度()：rad/s;向心加速度：m/s2。
注：
(1)向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心; (2)做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变。
匀速圆周运动公式总结的全部内容就是这些，查字典物理网预祝广大考生金榜题名。
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2024年高考物理一轮复习(新人教版) 第4章 第3讲 圆周运动
g lcos
θ＝
gh，所以小球 A、B 的角速度相等，
线速度大小不相等，故 A 正确，B 错误；
对题图乙中 C、D 分析，设绳与竖直方向的夹角为 θ，小球的质量为 m，绳上拉力为 FT，则有 mgtan θ＝man，FTcos θ＝mg，得 an＝gtan θ，FT ＝cmosgθ，所以小球 C、D 所需的向心加速度大小相等，小球 C、D 受 到绳的拉力大小也相等，故 C、D 正确.
当转速较大，FN指向转轴时， 则FTcos θ＋FN′＝mω′2r 即FN′＝mω′2r－FTcos θ 因ω′>ω，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力 不一定变大，C错误； 根据F合＝mω2r可知，因角速度变大，则小球所受合外力变大，D正确.
例5 (2022·全国甲卷·14)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图
例7 如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做 水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方.则 A.球甲的角速度一定大于球乙的角速度
√B.球甲的线速度一定大于球乙的线速度
C.球甲的运动周期一定小于球乙的运动周期 D.甲对内壁的压力一定大于乙对内壁的压力
对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，
√B.弹簧弹力的大小一定不变
C.小球对杆压力的大小一定变大
√D.小球所受合外力的大小一定变大
对小球受力分析，设弹簧弹力为FT，弹簧与水平方向 的夹角为θ， 则对小球竖直方向有 FTsin θ＝mg，而 FT＝kcMosPθ－l0 可知θ为定值，FT不变，则当转速增大后，小球的高度 不变，弹簧的弹力不变，A错误，B正确； 水平方向当转速较小，杆对小球的弹力FN背离转轴时，则FTcos θ－ FN＝mω2r 即FN＝FTcos θ－mω2r
高考物理一轮复习课件：第三单元 圆周运动及其临界问题
圆周运动及其临界问题
圆周运动的临界问题，一般有两类：一类是做圆周运动的 物体，在某些特殊位置上，存在着某一速度值，小于(或大于) 这个速度，物体就不能再继续做圆周运动，此速度即为临界速 度；另一类是因为某种原因导致物体的受力发生变化，其运动 状态随之变化，对应物体出现相应的临界状态。
环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环
在竖直方向上跳起(不计小球与环之间的摩擦阻力)，则瞬时速度
v 必须满足
()
A．最小值 4gr
B．最大值 6gr
C．最小值 3gr
D．最大值 7gr
[解析] 要保证小球能通过环的最高点，在最高点最小速度满 足 mg＝mvr02，对小球从最低点运动到最高点的过程，应用机械能 守恒得 12mvmin2＝mg·2r＋12mv02，可得小球在最低点瞬时速度的最 小值为 5gr，A、C 错误；为了不使环在竖直方向上跳起，则在最 高点小球有最大速度时，对环的最大压力为 2mg，满足 3mg＝mvr12， 从最低点到最高点由机械能守恒得12mvmax2＝mg·2r＋12mv12，可得 小球在最低点瞬时速度的最大值为 7gr，B 错误，D 正确。
的向心力，它便能沿着原轨道继续运动，而绳或轨道内侧
对小球只能有向着圆心的拉力或弹力，最小拉力为零。
(1)恰能过最高点的临界条件：绳子或轨道对小球没有力的
方法 突破
作用，mg＝mv临R界2得 v ＝ 临界
Rg。
(2)能过最高点的条件：v≥v 临界，当 v> Rg时，绳对小球
产生拉力，轨道对球产生压力。
目录
01 题型1 02 题型2 03 题型3
竖直平面内的圆周运动
——轻绳模型及其临界问题
圆周运动专题一轮复习
圆周运动专题复习一．基础知识回顾1.圆周运动：运动轨迹为圆弧的运动，叫圆周运动。
2.匀速圆周运动(1)定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间通过的圆弧长相等,就是匀速圆周运动。
(2)特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。
(3)条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
2.描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等,现比较如下表:定义、意义公式、单位线速度(v)a.从位置变动的角度来看，描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量b.是矢量,方向和半径垂直,和圆周相切;时刻变化。
（变速运动）a.v==b.单位:m/s角速度(ω)a.从旋转角度来看，描述物体绕圆心转动快慢的物理量b.矢量，中学不研究其方向a.ω==b.单位:rad/s周期(T)和转速(n)或频率(f)a.周期是物体沿圆周运动一周的时间b.转速是物体单位时间转过的圈数,也叫频率a.T=,单位:sb.n的位:r/s、r/min.c.f的单位:Hz向心加速度(a) a.描述速度方向变化快慢的物理量b.方向指向圆心，时刻变化。
（变加速运动）a.a==w2rb.单位:m/s23.线速度、角速度的关系。
v=wr；v=wr=2πr/T=2πrf=2πrn讨论：①v一定,w与r成反比.无滑传动.(传送带上主从动轮轮缘处线速度大小相等)②w一定,v与r成正比.同一物体共主转动.(地球自传,飞机螺旋桨).注意:①v与w是瞬时对应关系v=wr适用于一切圆周运动.②圆周运动公式中含T、n(f),则只适用于匀速圆周运动。
因为周期T和转速n（f）没有瞬时值例题：1．物体做匀速圆周运动，下列物理量不变的是（）A．角速度B．线速度C．向心加速度D．向心力2．如图所示，皮带传动装置，主动轮O1的半径为R，从动轮O2的半径为r，R=3/2 r．其中A、B两点分别是两轮缘上的点，C点到主动轮轴心的距离R′=1/2 R，设皮带不打滑，则A、B、C三点的线速度之比v A：v B：v c= ；角速度之比ωA：ωB：ωc= ；向心加速度之比a A：a B：a C= .练习:如图所示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径R0=1.0 cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘接触。
高三一轮复习《圆周运动基础课》教案
3、方向:始终沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力。
4、来源:向心力能够由一个力提供,也能够由几个力的合力提供,还能够由一个力的分力提供。
圆周运动的运动学问题 1、对公式v ＝ωr 的进一步理解(1)当r 一定时,v 与ω成正比。
如齿轮边缘处的质点随着齿轮转速的增大,角速度和线速度都增大、(２)当ω一定时,v 与ｒ成正比。
如地球上各点都绕地轴做圆周运动,角速度相同,地球表面纬度越低的地方,到地轴的距离越大,线速度越大、(3)当v 一定时,ω与r 成反比、如皮带传运动装置中,两轮边缘上各点的线速度大小相等,大轮的半径r 大,角速度ω较小。
2。
对a =v２r＝ω2r ＝ωv 的理解在v 一定时,ａ与ｒ成反比;在ω一定时,a 与r 成正比。
１。
［同轴传动］一偏心轮绕垂直纸面的轴Ｏ匀速转动,a 和ｂ是轮上质量相等的两个质点,a 、b 两点的位置如图2所示,则偏心轮转动过程中a 、ｂ两质点( )A 。
线速度大小相等 ﻩﻩＢ、向心力大小相等 C 。
角速度大小相等 ﻩﻩD 。
向心加速度的大小相等2、［皮带传动］(多选)如图3所示,有一皮带传动装置,A 、B 、Ｃ三点到各自转轴的距离分别为R A 、R B 、R C ,已知R B =R C ＝错误!,若在传动过程中,皮带不打滑。
则( )A 、A 点与C 点的角速度大小相等B 。
A 点与Ｃ点的线速度大小相等C 。
B 点与Ｃ点的角速度大小之比为２∶1D 、B 点与Ｃ点的向心加速度大小之比为1∶43、[摩擦传动］如图4所示,B 和C 是一组塔轮,即B 和C 半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为R B ∶ＲC ＝3∶2,A 轮的半径大小与C 轮相同,它与B 轮紧靠在一起,当Ａ轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B 轮也随之无滑动地转动起来、a 、ｂ、c 分别为三轮边缘的三个点,则a 、b 、ｃ三点在转动过程中的( )A 、线速度大小之比为3∶２∶2ﻩB 、角速度之比为3∶3∶２ Ｃ、转速之比为2∶3∶2ﻩD 、向心加速度大小之比为9∶6∶4 反思总结常见的三种传动方式及特点(1)同轴传动:如图甲、乙所示,绕同一转轴转动的物体,角速度相同,ωA ＝ωＢ,由。
2023高考物理一轮总复习课件：圆周运动
向心力的来源图示
水平转台
(2020·高考全国卷Ⅰ)如图所示，一同
学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10
m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。
绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架
的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根
绳子平均承受的拉力约为( A．200 N C．600 N
)
√B．400 N
两小球角速度大小之比为4 3∶1，由 v＝ωr 得线速度大小之比为 3 3∶1，故 D 错误。
【对点练 5】 (多选)(2020·济南市期末学习质量评估)如图所示，
这是内壁光滑的半球形容器，半径为 R。质量为 m 的小球在容器
内的某个水平面内做匀速圆周运动，小球与球心 O 连线方向与
竖直方向夹角为 α。下列说法正确的是( )
考点二 圆周运动的动力学分析
1．向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。 (2)分析物体的受力情况，找出所有的力，沿半径方向指向圆心 的合力就是向心力。
2．运动实例 运动模型
飞机水平转弯
火车转弯
向心力的来源图示
运动模型 圆锥摆
飞车走壁
向心力的来源图示
运动模型 汽车在水平路面转弯
力学方程 临界特征 v＝ gr的意义
mg＋FT＝mvr2
mg±FN＝mvr2
FT＝0，即 mg＝mvr2，v＝0，即 F 向＝0，
得 v＝ gr
此时 FN＝mg
物体能否过最高点的 FN 表现为拉力还是支
临界点
持力的临界点
2.分析思路
(多选)如图甲所示，轻杆一端固定在 O 点，另一端固定一 小球，现让小球在竖直平面内做半径为 R 的圆周运动。小球运 动到最高点时，杆与小球间弹力大小为 F，小球在最高点的速度 大小为 v，其 F－v2 图象如图乙所示。则( )
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第3节 圆周运动
[多角练通] 1．(2015·广州调研)如图 4-3-3 所示，当正方形薄板
绕着过其中心 O 并与板垂直的转动轴转动时，
板上 A、B 两点
()
A．角速度之比 ωA∶ωB＝ 2∶1
图 4-3-3
B．角速度之比 ωA∶ωB＝1∶ 2
C．线速度之比 vA∶vB＝ 2∶1
D．线速度之比 vA∶vB＝1∶ 2 解析：板上 A、B 两点的角速度相等，角速度之比 ωA∶ωB
相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即 vA＝vB。
物理
第3节 圆周运动
图 4-3-1 (2)摩擦传动：如图 4-3-2 甲所示，两轮边缘接触，接触点无 打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即 vA＝vB。
图 4-3-2 (3)同轴传动：如图乙所示，两轮固定在一起绕同一转轴 转动，两轮转动的角速度大小相等，即 ωA＝ωB。
物理
第3节 圆周运动
要点二 水平面内的匀速圆周运动 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ．运动实例 圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周运动等。 2．问题特点 (1)运动轨迹是水平面内的圆。 (2)合外力沿水平方向指向圆心，提供向心力，竖直方向合 力为零。
物理
第3节 圆周运动
3．确定向心力的来源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩 擦力、库仑力、洛伦兹力等各种力，也可以是几个力的合力或 某个力的分力，因此确定向心力成为解决圆周运动问题的关键 所在。 (1)确定研究对象做圆周运动的轨道平面，确定圆心的位置； (2)受力分析，求出沿半径方向的合力，这就是向心力； (3)受力分析时绝对避免另外添加一个向心力。
当 A 轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B 轮也
随之无滑动地转动起来。a、b、c 分别为三轮边缘的三个点，
则 a、b、c 三点在运动过程中的
()
图 4-3-4
物理
第3节 圆周运动
A．线速度大小之比为 3∶2∶2 B．角速度之比为 3∶3∶2 C．转速之比为 2∶3∶2 D．向心加速度大小之比为 9∶6∶4 解析：A、B 轮摩擦传动，故 va＝vb，ωaRA＝ωbRB，ωa∶ωb＝3∶ 2；B、C 同轴，故 ωb＝ωc，RvbB＝RvCc ，vb∶vc＝3∶2，因此 va∶vb∶ vc＝3∶3∶2，ωa∶ωb∶ωc＝3∶2∶2，故 A、B 错误。转速之比 等于角速度之比，故 C 错误。由 a＝ωv 得：aa∶ab∶ac＝9∶6∶4， D 正确。 答案：D
(5)匀速圆周运动的向心力是产生向心加速度的原因。
(√ )
(6)比较物体沿圆周运动的快慢看线速度，比较物体绕圆心转动的
快慢，看周期或角速度。
(√)
(7)做匀速圆周运动的物体，当合外力突然减小时，物体将沿切线
方向飞出。
(× )
(8)摩托车转弯时速度过大就会向外发生滑动，这是摩托车受沿转
弯半径向外的离心力作用的缘故。
圆 周 运 动
物理
第3节
第3节 圆周运动
圆周运动
圆 周 运 动
物理
第3节 圆周运动
第3节 圆周运动
(1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动。
(× )
(2)物体做匀速圆周运动时，其角速度是不变的。
(√ )
(3)物体做匀速圆周运动时，其合外力是不变的。
(× )
(4)匀速圆周运动的向心加速度与半径成反比。
(× )
( ×)
物理
第3节 圆周运动
要点一 圆周运动的运动学问题 1．圆周运动各物理量间的关系
物理
第3节 圆周运动
2．对公式 v＝ωr 的理解 当 r 一定时，v 与 ω 成正比； 当 ω 一定时，v 与 r 成正比； 当 v 一定时，ω 与 r 成反比。 3．对 a＝vr2＝ω2r 的理解 当 v 一定时，a 与 r 成反比； 当 ω 一定时，a 与 r 成正比。 4．常见的三种传动方式及特点 (1)皮带传动：如图 4-3-1 甲、乙所示，皮带与两轮之间无
物理
第3节 圆周运动
[解析] (1)当 ω＝ω0 时，小物块受重力和 支持力，由牛顿第二定律得：mgtan θ＝mω02r
其中 r＝Rsin θ
物理
第3节 圆周运动
3．如图 4-3-5 为某一皮带传动装置。主动轮的半径为 r1，从动
轮的半径为 r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为 n1，转动
过程中皮带不打滑。下列说法正确的是
()
图 4-3-5
物理
第3节 圆周运动
A．从动轮做顺时针转动 B．从动轮做逆时针转动 C．从动轮边缘线速度大小为rr212n1 D．从动轮的转速为rr12n1 解析：主动轮沿顺时针方向转动时，传送带沿 M→N 方向运动， 故从动轮沿逆时针方向转动，故 A 错误，B 正确；由 ω＝2πn、 v＝ωr 可知，2πn1r1＝2πn2r2，解得 n2＝rr12n1，从动轮边缘线速 度大小为 2πn2r2＝2πn1r1，故 C、D 错误。 答案：B
物理
第3节 圆周运动
[典例] (2013·重庆高考)如图 4-3-6 所示，半径为 R 的半球形 陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶 罐球心 O 的对称轴 OO′重合。转台以一定角速度 ω 匀速旋转， 一质量为 m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶 罐一起转动且相对罐壁静止，它和 O 点的连线与 OO′之间的夹角 θ 为 60°。重力加速度大小为 g。
＝1∶1，选项 A、B 错误；线速度 v＝ωr，线速度之比 vA∶
vB＝1∶ 2，选项 C 错误，D 正确。 答案：D
物理
第3节 圆周运动
2．(2015·桂林模拟)如图 4-3-4 所示，B 和 C 是一组塔轮，即 B 和
C 半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为 RB∶RC ＝3∶2，A 轮的半径大小与 C 轮相同，它与 B 轮紧靠在一起，
图 4-3-6
物理
第3节 圆周运动
(1)若 ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求 ω0； (2)若 ω＝(1±k)ω0，且 0＜k＜1，求小物块受到的摩擦力的大 小和方向。 [审题指导] (1)小物块在水平面内做匀速圆周运动。 (2)ω＝ω0 时，小物块受到的摩擦力恰好为零，重力和支持力 的合力提供小物块的向心力。 (3)当 ω＝(1＋k)ω0 时，小物块具有离心运动趋势，当 ω＝(1 －k)ω0 时，小物块具有近心运动趋势。